KR20220077206A - 히터 조립체 및 이를 포함하는 본딩 헤드 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 히터 조립체는, 내부에 수용 공간을 가지며, 수용 공간과 연통되는 냉각 가스 유입구를 갖는 하우징; 하우징에 결합되는 히터; 및 하우징의 수용 공간 내에 배치되는 다공성 블록을 포함할 수 있다.

Description

히터 조립체 및 이를 포함하는 본딩 헤드{HEATER ASSEMBLY AND BONDING HEAD INCLUDING SAME}
본 발명은 다이를 기판 상에 실장하는 데에 사용되는 본딩 헤드 및 본딩 헤드에 구비되는 히터 조립체에 관한 것이다.
일반적으로, 소잉 공정을 통해 개별화된 다이를 인쇄 회로 기판, 리드 프레임 등의 기판 상에 실장하는 다이 본딩 공정에서는 웨이퍼 상의 다이를 픽업하여 기판 상에 탑재하는 본딩 헤드가 사용된다.
본딩 헤드는, 진공압을 이용하여 다이를 픽업하기 위한 콜릿과, 콜릿이 장착되는 본체를 구비한다.
다이를 기판 상에 실장하기 위해서는 다이를 가열할 필요가 있다. 이를 위해 본딩 헤드에는 히터를 포함하는 히터 조립체가 구비된다.
또한, 히터 조립체는 히터를 냉각하도록 구성되는 냉각 모듈을 포함한다. 냉각 모듈은 히터를 향하여 공기를 분출시켜 히터를 냉각하도록 구성된다. 냉각 모듈은, 공기가 유입되는 복수의 공기 유입구와, 복수의 공기 유입구와 연통되는 복수의 냉각 유로와, 복수의 냉각 유로와 연통되어 복수의 공기 배출구를 구비한다. 복수의 공기 배출구는 히터에 인접하게 배치된다.
이러한 종래의 히터 조립체의 경우, 복수의 공기 유입구로 유입된 공기가 복수의 냉각 유로를 따라 유동한 다음 복수의 공기 배출구를 통하여 외부로 배출된다. 그리고, 복수의 공기 배출구로부터 분출되는 공기가 히터와 충돌함에 따라 히터가 냉각된다.
그러나, 종래의 히터 조립체의 경우, 복수의 냉각 유로의 길이, 즉, 복수의 공기 유입구와 복수의 공기 배출구 사이의 거리가 상이하므로, 복수의 공기 배출구로부터 배출되는 공기의 압력 및 유량이 상이하다. 이로 인해, 히터의 전체의 영역이 균일하게 냉각되지 못하는 문제가 있다.
이와 같이, 히터의 전체의 영역이 균일하게 냉각되지 못하면, 히터의 복수의 영역에서 온도 편차가 발생한다. 그리고, 온도 편차로 인해 히터가 열 변형되어 파손될 수 있고 히터의 수명이 단축될 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2015-0141361호
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 히터의 전체의 영역을 균일하게 냉각할 수 있는 히터 조립체 및 이를 포함하는 본딩 헤드를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 히터 조립체는, 내부에 수용 공간을 가지며, 수용 공간과 연통되는 냉각 가스 유입구를 갖는 하우징; 하우징에 결합되는 히터; 및 하우징의 수용 공간 내에 배치되는 다공성 블록을 포함할 수 있다.
히터는 상이한 온도로 발열하는 복수의 발열 영역을 포함할 수 있고, 다공성 블록은 복수의 발열 영역에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하도록 구성될 수 있다.
히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함할 수 있고, 다공성 블록은, 제1 공극율을 갖는 제1 다공성 부재와, 제1 공극율보다 작은 제2 공극율을 갖는 제2 다공성 부재를 포함할 수 있고, 제1 다공성 부재는 제1 영역에 대응하게 배치될 수 있고, 제2 다공성 부재는 제2 영역에 대응하게 배치될 수 있다.
제1 다공성 부재는 제2 다공성 부재에 비하여 단위 체적당 기공의 개수가 많을 수 있다.
제1 다공성 부재는 제2 다공성 부재에 비하여 체적이 큰 기공을 가질 수 있다.
히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함할 수 있고, 다공성 블록은, 제1 두께를 갖는 제1 다공성 부재와, 제1 두께보다 큰 제2 두께를 갖는 제2 다공성 부재를 포함할 수 있고, 제1 다공성 부재는 제1 영역에 대응하게 배치될 수 있고, 제2 다공성 부재는 제2 영역에 대응하게 배치될 수 있다.
제1 다공성 부재는 히터로부터 이격될 수 있다.
히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함할 수 있고, 다공성 블록은, 제1 영역에 대응하도록 배치되는 제1 다공성 부재와, 제2 영역에 대응하도록 배치되는 제2 다공성 부재를 포함할 수 있고, 제1 다공성 부재는 제1 영역으로부터 이격되고, 제2 다공성 부재는 제2 영역에 접촉할 수 있다.
히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함할 수 있고, 다공성 블록은 제2 영역에만 배치될 수 있다.
히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함할 수 있고, 다공성 블록은 제2 영역만을 덮도록 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 히터 조립체는, 냉각 가스 유입구 및 다공성 블록 사이에 구비되는 배플을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 히터 조립체는, 내부에 수용 공간을 가지며, 수용 공간과 연통되는 냉각 가스 유입구 및 냉각 가스 배출구를 갖는 하우징; 하우징에 결합되는 히터; 수용 공간 내에 배치되고 냉각 가스 유입구와 연통되는 제1 다공성 블록; 및 수용 공간 내에 배치되고 냉각 가스 배출구와 연통되는 제2 다공성 블록을 포함할 수 있다.
제1 다공성 블록은 히터로부터 이격되어, 제1 다공성 블록 및 히터 사이에 냉각 가스가 유동하는 유동 공간이 형성될 수 있다.
하우징은, 베이스 부재를 포함할 수 있고, 수용 공간은 베이스 부재 및 제2 다공성 블록에 의해 형성될 수 있고, 히터는 수용 공간을 밀폐하도록 제2 다공성 블록에 결합될 수 있다.
냉각 가스 배출구는 베이스 부재 및 히터가 서로 이격되는 것에 의해 형성될 수 있다.
제2 다공성 블록은, 제1 다공성 블록, 베이스 부재 및 히터를 지지하도록 구성될 수 있다.
하우징은, 베이스 부재와, 베이스 부재를 감싸도록 배치되는 측벽을 포함할 수 있고, 수용 공간은 베이스 부재 및 측벽에 의해 형성될 수 있고, 히터는 수용 공간을 밀폐하도록 측벽에 결합될 수 있다.
냉각 가스 유입구는 베이스 부재, 측벽, 또는 베이스 부재 및 측벽에 형성될 수 있고, 냉각 가스 배출구는 베이스 부재, 측벽, 또는 베이스 부재 및 측벽에 형성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 본딩 헤드는, 다이를 픽업하여 기판 상에 탑재하도록 구성되는 본딩 헤드로서, 다이를 유지하도록 구성되는 콜릿; 및 콜릿에 인접하게 배치되는 전술한 히터 조립체를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 본딩 헤드는, 히터 조립체로부터 방출되는 열을 차단하는 단열 블록을 더 포함할 수 있고, 히터 조립체는 콜릿 및 단열 블록 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 히터의 전체의 영역을 균일하게 냉각할 수 있으므로, 히터의 복수의 영역에서 온도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 온도 편차로 인해 히터가 열 변형되어 파손되거나 히터의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 히터 조립체가 구비되는 본딩 헤드가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 히터 조립체의 일 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 히터 조립체의 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 히터 조립체의 또 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체의 일 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체의 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체의 또 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체의 또 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 히터 조립체의 일 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 히터 조립체의 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 히터 조립체의 또 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 히터 조립체의 또 다른 예가 개략적으로 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 본딩 헤드 및 본딩 헤드에 구비되는 히터 조립체에 대하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 본딩 헤드는 소잉 공정에 의해 개별화된 다이(80)를 포함하는 웨이퍼(90)로부터 다이(80)를 픽업하도록 구성된다. 본딩 헤드는 다이를 인쇄 회로 기판, 리드 프레임 등의 기판 상에 실장하는 데에 사용된다.
본딩 헤드는, 고정 블록(10), 단열 블록(20), 히터 조립체(30), 콜릿(collet)(40)을 포함한다.
고정 블록(10)은 구동 유닛(미도시)과 연결될 수 있다. 구동 유닛은 본딩 헤드를 수평 및 수직으로 이동시키는 역할을 한다.
단열 블록(20)은 히터 조립체(30)에서 발생된 열이 고정 블록(10)을 전달되는 것을 방지한다.
콜릿(40)은 부압을 사용하여 다이(80)를 흡착하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 콜릿(40)에는 부압원(60)이 연결된다. 예를 들면, 콜릿(40)은 세라믹 재료로 형성될 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 히터 조립체(30)에 대하여 설명한다.
히터 조립체(30)는 단열 블록(20)과 콜릿(40) 사이에 배치된다. 히터 조립체(30)는 콜릿(40)에 의해 픽업된 다이(80)를 가열하는 역할을 한다. 히터 조립체(30)에 의해 발생된 열에 의해 가열된 다이(80)는 기판 상에 열 압착될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 히터 조립체(30)는, 하우징(31), 히터(32), 다공성 블록(50)을 포함한다.
예를 들면, 하우징(31)은 열 절연성 재료로 형성될 수 있다. 하우징(31)은 내부에 수용 공간(311)을 갖는다. 하우징(31)은 수용 공간(311)과 연통되는 냉각 가스 유입구(312) 및 냉각 가스 배출구(313)를 갖는다. 냉각 가스 유입구(312)는 냉각 가스를 공급하는 냉각 가스 공급원(70)에 연결된다.
냉각 가스 공급원(70)으로부터 공급되는 냉각 가스는 공기 또는 비활성 기체일 수 있다. 다른 예로서, 냉각 가스로서 냉매가 사용될 수 있다. 냉각 가스 공급원(70)은 상온 이하의 냉각 가스를 공급할 수 있다.
하우징(31)은 일측이 개방된 형상으로 형성될 수 있다. 하우징(31)의 개방된 일측에는 히터(32)가 설치될 수 있다. 하우징(31)은, 베이스 부재(314) 및 측벽(315)을 포함할 수 있다.
베이스 부재(314)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 측벽(315)은 베이스 부재(314)를 감싸도록 배치될 수 있다.
수용 공간(311)은 베이스 부재(314) 및 측벽(315)에 의해 형성될 수 있다.
냉각 가스 유입구(312)는 베이스 부재(314)에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 냉각 가스 유입구(312)가 측벽(315)에 형성되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다. 하우징(31)은 하나 이상의 냉각 가스 유입구(312)를 구비할 수 있다. 복수의 냉각 가스 유입구(312)가 구비되는 경우, 복수의 냉각 가스 유입구(312)는 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
냉각 가스 배출구(313)는 측벽(315)에 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 냉각 가스 배출구(313)가 베이스 부재(314)에 형성되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다. 하우징(31)은 하나 이상의 냉각 가스 배출구(313)를 구비할 수 있다. 복수의 냉각 가스 배출구(313)가 구비되는 경우, 복수의 냉각 가스 배출구(313)는 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
히터(32)는 판 형상으로 형성될 수 있다. 히터(32)는 수용 공간(311)을 밀폐하도록 하우징(31)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 히터(32)는 하우징(31)의 측벽(315)에 결합될 수 있다.
다공성 블록(50)은 하우징(31)의 수용 공간(311) 내에 배치된다. 다공성 블록(50)은 냉각 가스가 통과할 수 있는 복수의 기공을 포함할 수 있다. 다공성 블록(50)은 소정의 공극율을 가질 수 있다. 공극율은 단위 체적에 대한 복수의 기공의 체적의 합의 비율일 수 있다. 공극율이 큰 경우 다공성 블록(50)을 통과하는 냉각 가스의 유량이 증가할 수 있다. 반대로, 공극율이 작은 경우 다공성 블록(50)을 통과하는 냉각 가스의 유량이 감소할 수 있다.
냉각 가스가 다공성 블록(50)을 통과함에 따라, 냉각 가스의 압력 및 유량이 전체적으로 균일해질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다공성 블록(50)은 히터(32)로부터 이격될 수 있다. 이에 따라, 다공성 블록(50) 및 히터(32) 사이에 유동 공간(316)이 형성될 수 있다. 따라서, 냉각 가스가 다공성 블록(50)을 통과하고, 유동 공간(316) 내에서 유동한 다음 히터(32)와 접촉하면서 히터(32)를 냉각시킬 수 있다.
다른 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 다공성 블록(50)은 히터(32)에 접촉할 수 있다. 따라서, 냉각 가스가 다공성 블록(50)을 통과한 다음 곧바로 히터(32)와 접촉하면서 히터(32)를 냉각시킬 수 있다.
또 다른 예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각 가스 유입구(312) 및 다공성 블록(50) 사이에 배플(317)이 더 구비될 수 있다. 배플(317)은 소정의 메쉬를 갖는 망으로 구성될 수 있다. 냉각 가스 유입구(312)로부터 다공성 블록(50)을 향하여 유동하는 냉각 가스가 배플(317)을 통과함에 따라, 냉각 가스의 압력 및 유량이 전체적으로 균일해질 수 있다. 따라서, 히터(32)의 전체의 영역이 보다 균일하게 냉각될 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 히터 조립체(30)에 따르면, 냉각 가스가 다공성 블록(50)을 통과함에 따라, 냉각 가스의 압력 및 유량이 전체적으로 균일해질 수 있다. 따라서, 히터(32)의 전체의 영역에 대해 냉각 가스가 균일하게 전달될 수 있다. 따라서, 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있으므로, 히터(32)의 복수의 영역에서 온도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 온도 편차로 인해 히터(32)가 열 변형되어 파손되거나 히터(32)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 제1 실시예는 히터(32)가 하우징(31)에 결합되는 구성을 제시하고 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예로서, 히터(32)는 하우징(31)으로부터 이격되게 배치될 수 있다. 이 경우, 하우징(31)의 개방된 일측이 냉각 가스 배출구로서의 역할을 할 수 있으며, 하우징(31)의 베이스 부재(314) 또는 측벽(315)에 별도의 냉각 가스 배출구(313)가 구비되지 않을 수 있다. 이러한 구성에 따르면, 냉각 가스 유입구(312)를 통하여 하우징(31)의 내부로 유입된 냉각 가스는 다공성 블록(50)을 통과하여 히터(32)를 향하여 분출될 수 있고, 다공성 블록(50)으로부터 분출된 냉각 가스는 히터(32)와 충돌하면서 히터(32)를 냉각시킬 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체(30)에 대하여 설명한다. 전술한 제1 실시예에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체(30)의 히터(32)는 상이한 온도로 발열하는 복수의 발열 영역(R1, R2)을 포함할 수 있다. 본 발명의 제2 실시예는 히터(32)가 2개의 발열 영역(R1, R2)을 갖는 구성을 제시하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 예로서, 히터(32)가 3개 이상의 발열 영역을 갖는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
다공성 블록(50)은 복수의 발열 영역(R1, R2)에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하도록 구성될 수 있다.
예를 들면, 복수의 발열 영역(R1, R2)은, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역(R1)과, 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역(R2)을 포함할 수 있다.
복수의 발열 영역(R1, R2)에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하도록, 도 5에 도시된 바와 같이, 다공성 블록(50)은, 제1 공극율을 갖는 제1 다공성 부재(501)와, 제1 공극율보다 작은 제2 공극율을 갖는 제2 다공성 부재(502)를 포함한다. 그리고, 제1 다공성 부재(501)는 제1 영역(R1)에 대응하게 배치되고, 제2 다공성 부재(502)는 제2 영역(R2)에 대응하게 배치된다.
제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)는 서로에 대하여 개별적으로 형성될 수 있거나, 일체로 형성될 수 있다.
일 예로서, 제1 다공성 부재(501)는 제2 다공성 부재(502)에 비하여 단위 체적당 기공의 개수가 많을 수 있다. 다른 예로서, 제1 다공성 부재(501)는 제2 다공성 부재(502)에 비하여 체적이 큰 기공을 가질 수 있다.
이와 같이, 제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)의 공극율 차이로 인해, 냉각 가스는 상대적으로 큰 유량으로 제1 다공성 부재(501)를 통과할 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 다공성 부재(502)를 통과할 수 있다. 따라서, 냉각 가스가 상대적으로 큰 유량으로 제1 영역(R1)으로 전달될 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 영역(R2)으로 전달될 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1)이 냉각되는 정도가 제2 영역(R2)이 냉각되는 정도보다 클 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)이 동일하거나 거의 유사한 냉각 속도 및 냉각 온도로 냉각될 수 있다. 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있다.
다른 예로서, 복수의 발열 영역(R1, R2)에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하도록, 도 6에 도시된 바와 같이, 다공성 블록(50)은, 제1 두께를 갖는 제1 다공성 부재(501)와, 제1 두께보다 큰 제2 두께를 갖는 제2 다공성 부재(502)를 포함한다. 그리고, 제1 다공성 부재(501)는 제1 영역(R1)에 대응하게 배치되고, 제2 다공성 부재(502)는 제2 영역(R2)에 대응하게 배치된다.
제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)는 서로에 대하여 개별적으로 형성될 수 있거나, 일체로 형성될 수 있다.
한편, 제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)의 두께 차이를 더 크게 하기 위해, 제1 다공성 부재(501)는 히터(32)로부터 이격될 수 있다. 다만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않으며, 제1 다공성 부재(501)가 히터(32)에 접촉하는 구성, 제2 다공성 부재(502)가 히터(32)에 접촉하는 구성, 제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)가 모두 히터(32)에 접촉하는 구성, 제1 다공성 부재(501)가 히터(32)로부터 이격되는 구성, 제2 다공성 부재(502)가 히터(32)로부터 이격되는 구성, 제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)가 모두 히터(32)로부터 이격되는 구성에도 본 발명이 적용될 수 있다.
이와 같이, 제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)의 두께 차이로 인해, 냉각 가스는 상대적으로 큰 유량으로 제1 다공성 부재(501)를 통과할 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 다공성 부재(502)를 통과할 수 있다. 따라서, 냉각 가스가 상대적으로 큰 유량으로 제1 영역(R1)으로 전달될 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 영역(R2)으로 전달될 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1)이 냉각되는 정도가 제2 영역(R2)이 냉각되는 정도보다 클 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)이 동일하거나 거의 유사한 냉각 속도 및 냉각 온도로 냉각될 수 있다. 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있다.
또 다른 예로서, 복수의 발열 영역(R1, R2)에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하도록, 도 7에 도시된 바와 같이, 다공성 블록(50)은, 제1 영역(R1)에 대응하도록 배치되는 제1 다공성 부재(501)와, 제2 영역(R2)에 대응하도록 배치되는 제2 다공성 부재(502)를 포함한다. 그리고, 제1 다공성 부재(501)는 제1 영역(R1)으로부터 이격되고, 제2 다공성 부재(502)는 제2 영역(R2)에 접촉한다.
제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)는 서로에 대하여 개별적으로 형성될 수 있거나, 일체로 형성될 수 있다.
제1 다공성 부재(501)는 제1 영역(R1)으로부터 이격되며, 이에 따라, 제1 다공성 부재(501) 및 제1 영역(R1) 사이에는 냉각 가스가 유동하는 유동 공간(316)이 형성된다.
따라서, 유동 공간(316)이 차지하는 체적만큼, 제1 다공성 부재(501)가 차지하는 공간이 감소한다. 따라서, 제1 다공성 부재(501) 및 유동 공간(316)을 통과하여 히터(32)로 유동하는 냉각 가스의 유량은 제2 다공성 부재(502)를 통과하여 히터(32)로 유동하는 냉각 가스의 유량보다 클 수 있다.
이와 같이, 제1 다공성 부재(501) 및 제2 다공성 부재(502)의 위치 차이로 인해, 냉각 가스는 상대적으로 큰 유량으로 제1 다공성 부재(501)를 통과할 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 다공성 부재(502)를 통과할 수 있다. 따라서, 냉각 가스가 상대적으로 큰 유량으로 제1 영역(R1)으로 전달될 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 영역(R2)으로 전달될 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1)이 냉각되는 정도가 제2 영역(R2)이 냉각되는 정도보다 클 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)이 동일하거나 거의 유사한 냉각 속도 및 냉각 온도로 냉각될 수 있다. 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있다.
또 다른 예로서, 복수의 발열 영역(R1, R2)에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하도록, 도 8에 도시된 바와 같이, 다공성 블록(50)은 제2 영역(R2)에만 배치될 수 있다. 다른 예로서, 다공성 블록(50)은 제2 영역(R2)만을 덮도록 형성될 수 있다.
다공성 블록(50)이 배치되지 않은 공간을 통과하여 히터(32)로 유동하는 냉각 가스의 유량은 다공성 블록(50)이 배치된 공간을 통과하여 히터(32)로 유동하는 냉각 가스의 유량보다 클 수 있다.
이와 같이, 다공성 블록(50)의 배치 여부에 따라, 냉각 가스가 상대적으로 큰 유량으로 제1 영역(R1)으로 전달될 수 있고, 상대적으로 작은 유량으로 제2 영역(R2)으로 전달될 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1)이 냉각되는 정도가 제2 영역(R2)이 냉각되는 정도보다 클 수 있다. 따라서, 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)이 동일하거나 거의 유사한 냉각 속도 및 냉각 온도로 냉각될 수 있다. 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 히터 조립체(30)에 따르면, 상이한 온도로 발열하는 복수의 발열 영역(R1, R2)에 따라 냉각 가스의 유량이 변화하므로, 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있다. 히터(32)의 복수의 영역에서 온도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 온도 편차로 인해 히터(32)가 열 변형되어 파손되거나 히터(32)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 제3 실시예에 따른 히터 조립체(30)에 대하여 설명한다. 전술한 제1 실시예 및 제2 실시예에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 히터 조립체(30)는, 하우징(31), 히터(32), 제1 다공성 블록(51), 제2 다공성 블록(52)을 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 하우징(31)은 내부에 수용 공간(311)을 갖는다. 하우징(31)은, 수용 공간(311)과 연통되는 냉각 가스 유입구(312) 및 냉각 가스 배출구(313)를 구비한다.
히터(32)는 하우징(31)에 결합된다.
제1 다공성 블록(51)은 수용 공간(311) 내에 배치된다. 제1 다공성 블록(51)은 냉각 가스 유입구(312)와 연통된다. 제1 다공성 블록(51)은 냉각 가스 유입구(312)를 통하여 하우징(31)의 내부로 유입된 냉각 가스가 유동하는 유로로서의 역할을 한다.
제2 다공성 블록(52)은 수용 공간(311) 내에 배치된다. 제2 다공성 블록(52)은 냉각 가스 배출구(313)와 연통된다. 제2 다공성 블록(51)은 냉각 가스 배출구(313)를 통하여 하우징(31)의 외부로 배출되는 냉각 가스가 유동하는 유로로서의 역할을 한다.
제1 다공성 블록(51)은 히터(32)로부터 이격되어, 제1 다공성 블록(51) 및 히터(32) 사이에 냉각 가스가 유동하는 유동 공간(316)이 형성될 수 있다.
한편, 하우징(31)은, 베이스 부재(314)와, 베이스 부재(314)를 감싸도록 배치되는 측벽(315)을 포함하고, 수용 공간(311)은 베이스 부재(314) 및 측벽(315)에 의해 형성된다. 그리고, 히터(32)는 수용 공간(311)을 밀폐하도록 측벽(315)에 결합될 수 있다. 그리고, 히터(32)는 제2 다공성 블록(52)에 지지될 수 있다.
제2 다공성 블록(52)은 베이스 부재(314) 및 히터(32)에 밀착될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서는 냉각 가스 유입구(312) 및 냉각 가스 배출구(313)가 베이스 부재(314)에 형성되는 구성을 제시하지만, 본 발명은 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 냉각 가스 유입구(312)는 베이스 부재(314), 측벽(315), 또는 베이스 부재(314) 및 측벽(315)에 형성될 수 있고, 냉각 가스 배출구(313)는 베이스 부재(314), 측벽(315), 또는 베이스 부재(314) 및 측벽(315)에 형성될 수 있다.
일 예로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 다공성 블록(51) 및 제2 다공성 블록(52)은 직선형으로 형성되어 서로 평행하게 배치될 수 있다. 그리고, 제1 다공성 블록(51)은 제2 다공성 블록(52)에 지지될 수 있다.
다른 예로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 다공성 블록(51)이 제2 다공성 블록(52) 내에 배치될 수 있다. 즉, 제2 다공성 블록(52)은 제1 다공성 블록(51)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 그리고, 제1 다공성 블록(51)은 제2 다공성 블록(52)에 지지될 수 있다.
한편, 다른 예로서, 도 12에 도시된 바와 같이, 하우징(31)은 베이스 부재(314)를 포함하고, 수용 공간(311)은 제2 다공성 블록(52)에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 히터(32)는 수용 공간(311)을 밀폐하도록 제2 다공성 블록(52)에 결합될 수 있다.
이러한 구성에 따르면, 하우징(31)은 측벽(315)을 구비하지 않을 수 있다. 즉, 냉각 가스 배출구는 베이스 부재(314) 및 히터(32)가 서로 이격되는 것에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제1 다공성 블록(51), 베이스 부재(314) 및 히터(32)는 제2 다공성 블록(52)에 의해 지지된다. 이와 같이, 제1 다공성 블록(51), 베이스 부재(314) 및 히터(32)를 지지하기 위한 구성 요소로서, 냉각 가스가 통과할 수 있는 제2 다공성 블록(52)이 구비될 수 있다. 따라서, 제1 다공성 블록(51), 베이스 부재(314) 및 히터(32)를 지지하는 지지 구조 및 냉각 가스를 배출하기 위한 배출 유로 구조를 별도로 마련하는 경우에 비하여 히터 조립체(30)의 구성을 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 냉각 가스가 제1 다공성 블록(51)을 통과함에 따라, 냉각 가스의 압력 및 유량이 전체적으로 균일해질 수 있다. 따라서, 히터(32)의 전체의 영역에 대해 냉각 가스가 균일하게 전달될 수 있다. 따라서, 히터(32)의 전체의 영역이 균일하게 냉각될 수 있으므로, 히터(32)의 복수의 영역에서 온도 편차가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 온도 편차로 인해 히터(32)가 열 변형되어 파손되거나 히터(32)의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시적으로 설명되었으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경될 수 있다.
10: 고정 블록
20: 단열 블록
30: 히터 조립체
40: 콜릿
50: 다공성 블록
60: 부압원
70: 냉각 가스 공급원
80: 다이
90: 웨이퍼

Claims (20)

  1. 내부에 수용 공간을 가지며, 상기 수용 공간과 연통되는 냉각 가스 유입구를 갖는 하우징;
    상기 하우징에 결합되는 히터; 및
    상기 하우징의 수용 공간 내에 배치되는 다공성 블록을 포함하는 히터 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는 상이한 온도로 발열하는 복수의 발열 영역을 포함하고,
    상기 다공성 블록은 상기 복수의 발열 영역에 따라 상기 냉각 가스의 유량이 변화하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 다공성 블록은, 제1 공극율을 갖는 제1 다공성 부재와, 상기 제1 공극율보다 작은 제2 공극율을 갖는 제2 다공성 부재를 포함하고,
    상기 제1 다공성 부재는 상기 제1 영역에 대응하게 배치되고,
    상기 제2 다공성 부재는 상기 제2 영역에 대응하게 배치되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 다공성 부재는 상기 제2 다공성 부재에 비하여 단위 체적당 기공의 개수가 많은 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 다공성 부재는 상기 제2 다공성 부재에 비하여 체적이 큰 기공을 갖는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 다공성 블록은, 제1 두께를 갖는 제1 다공성 부재와, 상기 제1 두께보다 큰 제2 두께를 갖는 제2 다공성 부재를 포함하고,
    상기 제1 다공성 부재는 상기 제1 영역에 대응하게 배치되고,
    상기 제2 다공성 부재는 상기 제2 영역에 대응하게 배치되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 다공성 부재는 상기 히터로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 다공성 블록은, 상기 제1 영역에 대응하도록 배치되는 제1 다공성 부재와, 상기 제2 영역에 대응하도록 배치되는 제2 다공성 부재를 포함하고,
    상기 제1 다공성 부재는 상기 제1 영역으로부터 이격되고, 상기 제2 다공성 부재는 상기 제2 영역에 접촉하는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 다공성 블록은 상기 제2 영역에만 배치되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 히터는, 제1 온도로 열을 방출하는 제1 영역과, 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 열을 방출하는 제2 영역을 포함하고,
    상기 다공성 블록은 상기 제2 영역만을 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 가스 유입구 및 상기 다공성 블록 사이에 구비되는 배플을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  12. 내부에 수용 공간을 가지며, 상기 수용 공간과 연통되는 냉각 가스 유입구 및 냉각 가스 배출구를 갖는 하우징;
    상기 하우징에 결합되는 히터;
    상기 수용 공간 내에 배치되고 상기 냉각 가스 유입구와 연통되는 제1 다공성 블록; 및
    상기 수용 공간 내에 배치되고 상기 냉각 가스 배출구와 연통되는 제2 다공성 블록을 포함하는 히터 조립체.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 다공성 블록은 상기 히터로부터 이격되어, 상기 제1 다공성 블록 및 상기 히터 사이에 냉각 가스가 유동하는 유동 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 하우징은, 베이스 부재를 포함하고,
    상기 수용 공간은 상기 베이스 부재 및 상기 제2 다공성 블록에 의해 형성되고,
    상기 히터는 상기 수용 공간을 밀폐하도록 상기 제2 다공성 블록에 결합되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 냉각 가스 배출구는 상기 베이스 부재 및 상기 히터가 서로 이격되는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 제2 다공성 블록은, 제1 다공성 블록, 상기 베이스 부재 및 상기 히터를 지지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  17. 청구항 12에 있어서,
    상기 하우징은, 베이스 부재와, 상기 베이스 부재를 감싸도록 배치되는 측벽을 포함하고,
    상기 수용 공간은 상기 베이스 부재 및 상기 측벽에 의해 형성되고,
    상기 히터는 상기 수용 공간을 밀폐하도록 상기 측벽에 결합되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 냉각 가스 유입구는 상기 베이스 부재, 상기 측벽, 또는 상기 베이스 부재 및 상기 측벽에 형성되고,
    상기 냉각 가스 배출구는 상기 베이스 부재, 상기 측벽, 또는 상기 베이스 부재 및 상기 측벽에 형성되는 것을 특징으로 하는 히터 조립체.
  19. 다이를 픽업하여 기판 상에 탑재하도록 구성되는 본딩 헤드에 있어서,
    상기 다이를 유지하도록 구성되는 콜릿; 및
    상기 콜릿에 인접하게 배치되는 청구항 1 내지 18 중 어느 한 항에 따른 히터 조립체를 포함하는 본딩 헤드.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 히터 조립체로부터 방출되는 열을 차단하는 단열 블록을 더 포함하고,
    상기 히터 조립체는 상기 콜릿 및 상기 단열 블록 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드.
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